3.7 Столбовая система разработки крутых пластов с разделением этажа на подэтажи
При отработке пластов мощностью более 1,8-2,0 м, залегающих в сложных горно-геологических условиях, возникает опасность обрушения вышерасположенных уступов, а процесс крепления выработанного пространства становится весьма трудоемким и небезопасным. Поэтому в таких условиях забою придают почвоуступную или прямолинейную форму, а этаж делят на 2-3 подэтажа и выемочные поля длиной по простиранию 250-300 м. Каждое выемочное поле вскрывают с группового или полевого штрека промежуточными квершлагами: откаточным и вентиляционным (рис.3.16).
Для подготовки выемочного участка к очистной выемке от промквершлагов по пласту проводят этажные откаточный и вентиляционный (минусовой) штреки. От откаточного штрека на границе целика угля (10-15 м), оставляемого для охраны квершлагов, проводят скаты для прохода людей и доставки лесоматериалов (можно проводить 1 скат с двумя отделениями) и соединяющие откаточный и вентиляционный горизонты. С установлением нормального проветривания начинают проводить этажные и промежуточный штреки, два из которых являются спаренными и проводятся одновременно с параллельным штреком. Штреки разделяют выемочное поле на столбы длиной по падению 35-50 м. Этажные штреки через каждые 80-100 м соединяются между собой печами, что облегчает проветривание выработок в период их проведения. Они служат также для спуска в откаточный штрек угля, получаемого от проведения промежуточных и вентиляционного штреков (при указанной мощности сечения штреков полностью вписывается в пласт и они проходятся по углю без подрывки боковых пород), а также при очистных работах в верхних подэтажах. У границы выемочного поля проводится разрезная печь, от которой начинают вести очистные работы.
1 – промежуточный откаточный квершлаг; 2 – ходовой и углеспускной скаты; 3 – этажный откаточный штрек; 4 – параллельный штрек; 5 – промежуточный штрек; 6 – минусовой (этажный вентиляционный) штрек; 7 – гезенк ("крючок"); 8 – промежуточный вентиляционный квершлаг; 9 – разрезная печь; 10 – печи для вентиляции и спуска угля, добываемого при проходке штреков; 11 – очистные забои
Рисунок 3.16 – Столбовая система разработки крутых пластов с разделением этажа на подэтажи
Форма очистного забоя зависит от средств механизации выемки угля. Наиболее распространенным является буровзрывной способ его отбойки, применяемый в двух вариантах: котороткошпуровой и длинношпуровой методы. Отбойные молотки, комбайны с индивидуальной и механизированной крепью здесь не применяются: первые по причине чрезвычайно большой трудоемкости и опасности, а вторые – отсутствия для выемки пластов такой мощности. Возможно применение комплексов типа КМД и угольных пил, которые будут рассмотрены ниже (см.разд.5).
При короткошпуровом способе отбойки шпуры длиной 1,3 м бурятся в направлении подвигания очистного забоя в 1-3 ряда по мощности пласта в зависимости от крепости угля, наличия породных прослоек и др. факторов. После обуривания забоя (обычно 3 забойщика обуривают его за 2-3 часа) производится их заряжание и взрывание. Так как очистной забой при такой технологии выемки угля имеет почвоуступную форму, последний падает на перекрышу нижележащего уступа, что предотвращает раскрепление забоя. Наиболее трудоемким процессом при этом является крепление очистного забоя, на который приходится до 70% всей трудоемкости очистных работ. Управление кровлей осуществляется полным обрушением, для чего пробивается одно, реже двухрядная органка. В период выемки угля очистной забой имеет при этом почвоуступную форму, а перед обрушением пород кровли – прямолинейную, как показано на рисунке 3.16. Шаг посадки кровли составляет 10-15 м.
При длинношпуровом способе отбойки шпуры (скважины) бурятся параллельно очистному забою на всю длину подэтажа в 2-3 ряда по мощности пласта. Расстояние между скважинами по простиранию определяется паспортом буровзрывных работ. Крепление очистного забоя не производится (люди не присутствуют в нем), а удержание кровли осуществляется ленточными целиками, оставляемыми в выработанном пространстве, ширина которых принимается равной мощности разрабатываемого пласта (см.п.5.3.3).
Отработка столбов производится с опережением верхних подэтажей. При этом отставание забоя лавы нижнего подэтажа от границы обрушенного пространства вышележащего подэтажа должно быть не менее 15 м, т.е. верхняя лава должна опережать нижнюю на 20-30 м.
Проветривание участка и транспорт угля показаны на рисунке 3.16 стрелками.
Достоинства системы:
- простота организации работ и универсальность, позволяющая применять ее в самых сложных горно-геологических условиях.
Недостатки системы:
- высокая трудоемкость работ, особенно по креплению и управлению кровлей;
- значительная колеблемость нагрузки на очистной забой во времени и незначительная ее средняя величина;
- большой расход лесоматериалов в варианте с обрушением кровли, достигающий 45-60 м3/1000 т добычи;
- большие потери угля в целиках, составляющие 20-30%.
Область применения системы: крутые и крутонаклонные пласты мощностью 1,8-3,5 м с любыми условиями их залегания.